Flash memory
5 (100%) 1 vote

Flash memory

Turinys

1. Įvadas ..3

2. Flash atmintis, kas tai?………………………………………………………………………5

3. Flash atminties struktūra ………………………………………..………………..……10

4. Flash atminties arhitektūra ………………………………………….………….……14

5. Atminties kortos (flash kortos)…………………….…….………………….….…19

6. Išvados…………………………………….…………………..…………………..…..29

7. Literatūra………………………………………………………………………………………………..30

Įvadas

Flash atminties tehnologija atsirado maždaug prieš 20 metų. Nuo tuos dienos flash atminties sąsaja sparčiai tobulėja. Nesunku paaiškinti, kodėl flash atminčiai skiriama tiek daug dėmėsio, nes tai sparčiausiai augantis segmentas puslaidininkių rinkoje. Kasmet flash atminties rinka išauga 15%, o tai viršyja visų kitų puslaidininkių augimo normas.

Šiuo metu flash atmintį galima rasti įvairiuose skaitmeniniuose prietaisose. Ją naudoja, kaip prietaisą informacijai pernešti, kaip mikrokontrolerį kietuose diskuose (HDD) ir atminties nuskaitymo įrenginiuose (CD-ROM), bei BIOS saugojimui personaliniuose kompiuteriose (PC). Be išvardytų, flash atmintis naudojama: spausdintuvuose, skeneriuose, vaizdo plokštėse, routeriuose, brandmaueriuose, telefonuose, elektroniniuose laikrodžiuose, užrašų knigutėse, televizoriuose, mikrobangų krosnelėse, skalbimo mašinuose ir t.t., šį sąrašą galima tęsti iki begalybės. Paskutiniu metu flash atmintis tapo labai populiari tokiose skaitmeniniuose multimedijos įtaisuose, kaip mp3 plejeriai, bei žaidimų įrenginiai. Visa tai tapo priimtina atsiradus kompaktiškiems ir galingiems procesoriams. Tačiau perkant bet kurį prietaisą, negalima atsižvelgt tik į procesoriaus pajėgumą, kadangi ne tik nuo procesoriaus galimybių priklauso visos sistemos našumas.

1997 metais flash kortos buvo panaudotos skaitmeniniuose vaizdo kamerose.

Pasirenkant prietaisą, svarbiausias dalykas, mano nuomone, yra darbo laikas, atsižvelgiant į prietaiso dydį ir maitinimo šaltinį. Visa tai gali priklausyti nuo atminties, kuri apsako saugojamos informacijos talpą, bei darbo trukme be baterijų pakrovimo. Informacijos saugojimas kišeniniuose prietaisuose ribojamas energijos ištekliais. Kituose prietaisuose apskritai toks variantas netinka, kadangi vartojama nuolatos paduodama įtampa. Diskiniai kaupikliai gali saugoti informacija ir be pastovaus maitinimo šaltinio, tačiau duomenims nuskaityti ar įrašyti reikalinga elektros energija.

Grįžkim prie flash atminties. Ji neišsikrauna savaime, kadangi ji yra tvirtakūnė, ir neturi judančių dalių. Bet flash atmintis turi viena esminį trūkumą, jos kaina pakankamai aukšta, palyginus su panašios paskirties prietaisais. Tai kad flash atmintis neturi judančių dalių, tai didelis privalumas, kadangi tai didina jos patikimumą: standartiniai darbiniai apkrovimai lygus 15 gr., o trumpalaikiai gali siekt iki 2000 gr. t.y. teoriškai ji turi puikiai dirbt maksimalių kosminių perkrovimų metu, ir atlaikyt smūgį, nukritus nuo 3 metrų aukščio. Dirbant tokiomis sąlygomis, kortos funkcionavimas garantuojamas iki 100 metų.

Kai kurie gamintojai žvelgdami į ateiti, mato didžiulę sėkmę būtent tvirtakūnių prietaisų, kaip flash atmintis, todėl rinkoje galima pastebėti daugelį konkuruojančių firmų, gaminančių šią produkciją. 2. Flash atmintis, kas tai?

Flash atmintis – išskirtinės rūšies nuo energijos nepriklausanti puslaidininkinė atmintis.

 Nuo energijos nepriklausanti – nereikalauja papildomos energijos informacijai saugoti (energija reikalinga tik informacijai įrašyti ar nuskaityti).

 Perrašoma – leidžiama turimą informaciją koreguoti ar perrašyti.

 Puslaidininkinė (tvirtakūnė) – neturinti judančių dalių (kaip HDD, CD-ROM) sudaryta integrinių mikroschemų pagrindu (IC-Chip).

Skirtumas, nuo kitų puslaidininkinių prietaisų tas, kad flash atminties ląstelė neturi kondensatorių – tipinė flash atminties ląstelė susideda tik iš vieno tranzistoriaus išskirtinės arhitektūros. Ląstelė puikiai dera su masteliu, tai pavyksta pasiekt ne tik sumažinus tranzistorių didį, bet ir dėl gebėjimo vienoje flash ląstelėje saugoti kelis bitus informacijos. Flas atmintis istoriškai siejama su ROM (Read Only Memory). Informacija flash saugo atminties ląstelėse, panašias į DRAM. Skirtingai nuo DRAM, atjungus maitinimą, informacija iš flash atminties neprapuola. Pakeitimai atminties SRAM ir DRAM flash atmintimi ne vyksta, dėl dviejų sąvybių: flash dirba gana letai ir turi ciklų perrašymo apribojimą (nuo 10.000 iki 1.000.000 skirtingom rūšim). Patikimumas/ilgaamžiškumas: informacija, įrašyta į flash atmintį, gali saugotis labai ilga laiką (nuo 20 iki 100 metų), bei turi gebėjimą išlaikyti mechaninius pažeidimus (5-10 kartų viršyjančius leistinus paprastiems diskiniam kaupikliams (HDD)). Privalumas flash atminties prieš kietuosius diskus, bei CD-ROM tas, kad flash atmintis darbo metu (10-20 kartu) mažiau naudoja energijos. Nes kietuose diskuose, bei kituose mechaniniuose įrenginiuose daugiausia energijos sunaudojama tam, kad priversti juos judeti
(HDD įrašymo galvutė ir t.t.). Be to flash atmintis žymiai kompaktiškesnė už kitus mehaninius duomenų saugojimo prietaisus.

Flash atmintis istoriškai siejama su puslaidininkiniu ROM, tačiau ROM atmintimi ja laikyti negalima, nors ji turi panašią struktūrą. Kai kurie informacijos šaltiniai klaidingai prilygina flash atminti prie ROM. Bet flash atmintis negali būti ROM atmintimi, todėl, kad ROM (Read Only Memory) verčiama kaip atmintis skirta tik nuskaitymui. Jokios kalbos apie informacijos perrašymą net kalbos negali būti. Išpradžių šis netikslumas nebuvo pastebimas, tačiau tobulėjant technologijom, kai flash atmintis įgalėjo palaikyti iki 1 milijono perrašymo ciklų, šis faktas iškart privertė atkreipti dėmesį.

Tarp puslaidininkinių atminčių, tik du tipai priskiriami prie ROM. Tai

Mask-ROM ir PROM. Nuo jų skiriasi EPROM, EEROM ir Flash, priskiriamos: nuo energijos nepriklausančiai, perrašomai atminčiai (angl. – nonvolatile read-write memory arba NVRWM).

ROM:

ROM (Read Only Memory) – atmintis tik skaitymui, tikslus pavadinimas Mask-ROM. Veikimo principas pagrįstas adresuojamų ląstelių masyvu (matrica), kiekviena ląstelė gali koduoti vienetinį informacijos vienetą. ROM informacijos įrašymo (pagaminimo) būdas buvo šitoks, kai ant kaukės litografijos būdu yra išdeginami aliumininiai sujungimo takeliai. Jei atitinkamoj vietoj yra ar nėra takelio kodavimas būtų „0“ arba „1“. Mask-ROM skiriasi modifikacijos sudeties sudėtingumu (tik naujų mikroshemų pagaminimo būdu), bei pagaminimo ciklu (4-8 savaitės). Kadangi šis būdas turėjo daug trūkumų, bei pastoviai turėtų būti atnaujinamas, tai šios rūšies atmintis neįgavo didelio populiarumo.

Privalumai:

1. Žema kaina pagamintos užprogramuotos mikroshemos (kai turime didelę gamybos apimtį).

2. Didelis greitis pasiekiant atminties ląstelę.

3. Didelis patvarumas pagamintos mikroshemos ir atsparumas elektromagnetiniams laukams.

Ttūkumai:1. Negalima įrašyti ir modifikuoti informaciją po pagaminimo.

2. Sudėtingas pagaminimo ciklas.

PROM – (Programmable ROM).

Duotajam atminties tipui vietoj atminties ląstelių naudojami lengvai lydomi trumpikliai. Skirtingai nuo Mask-ROM, PROM atsirado galimybė koduoti (per nauja išdegint) ląsteles turint specialų prietaisą skirtą perprogramavimui. Programuojant PROM ląstelę daromas sugriovimas (pradeginamas) išlydant trumpiklius paduodant aukštą įtampą. Tai gi PROM atmintį galima savarankiškai perprogramuoti. Tačiau PROM 1980 metais galutinai buvo išimta iš gamybos.

Privalumai:

1. Didelis patvarumas pagamintos mikroshemos ir atsparumas elektromagnetiniams laukams.

2. Galima programuoti jau pagamintą mikroshemą.

3. Didelis greitis pasiekiant atminties ląstelę.

Trūkumai:

1. Negalimas perrašymas.

2. Didelis klaibos procentas.

NVRWM:

EPROM

Skirtingi šaltiniai skirtingai verčia EPROM pavadinimą, pvz. – Erasable Programmable ROM arba Electrically Programmable ROM. Prieš įrašynėjant į EPROM reikia ištrinti visą jos turinį (atsirado galimybė perrašyti atminties turinį). Ląstelių trinimas vykdomas visai mikroshemai. Čipas apšviečiamas ultravioletiniais arba rentgeno spinduliais kelių minučių bėgyje. Mikroshemos, kurių trinimo procese buvo panaudotos ultravioletinės bangos, buvo sukurtos korporacija Intel 1971 metais, ir turi pavadinimą UV-EPROM (priešdelis UV -Ultraviolet). Ląstelė sudaryta iš kvarcinio stiklo, kurios forma primena langelį. Po trinimo proceso šie langeliai yra užklijuojami.

Privalumai:

1. Galimybė perprogramuoti mikroshemą.

Trūkumai:

1. Nedidelis ciklų perrašymo kiekis.

2. Negalima modifikacija, kai kuriuos saugomos informacijos dalies.

3. Didelė tikimybė nesėkmingai užbaigti trinimo procesą, (perlaikyti mikroshema po ultravioletiniais spinduliais), o tai gali sumažinti mikroshemos tarnavimo laiką, arba iš vis padaryti ja netinkama darbui.



EEPROM

(EEPROM arba Electronically EPROM) – elektriškai trinamos mikroshemos buvo pagamintos 1979 metais Intel korporacijoje. 1983 metais išėjo pirmasis 16 Kb pavyzdys, pagamintas FLOTOX tehnologija – tranzistoriai (Floating Gate Tunnel-OXide).

Pagrindinė skiriamoji sąvybė EEPROM nuo visų kitų minėtų atminties tipų: galimybė perprogramuoti arba pajungimas prie standartinės sisteminės šinos mikroprocesorinio įrenginio. EEPROM yra atskiros ląstelės trinimo galimybė, panaudojus elektros srovę. EEPROM kiekvienos ląstelės trinimas daromas automatiškai, kai į ją rašoma nauja informacija, t.y. galima pakeisti duomenis kiekvienoje ląstelėje neliečiant kitų. Trinimo procedūra žymiai ilgesnė už įrašymo.

Privalumai:

1. Darbo resursų padidėjimas.

2. Lengvesnis darbas su įtaisu.

Trūkumai:

1. Didelė kaina.

FLASH (pilnas pavadinimas Flash Erase EEPROM)

Flash gamintoją kai kurie informacijos šaltiniai vadina Intel, 1988 metais. Tačiau flash atmintis buvo pagaminta korporacijoje Toshiba 1984 metais. Metų bėgyje buvo pagamintos 256 Kb mikroshemos flash atminties. Ir tik 1988 Intel korporacija pagamino savo varianta flash atminties.

Flash atmintyje naudojamas kiek skirtingas nuo EEPROM ląstelės tranzistoriaus tipas. Technologiškai flash atmintis panaši į EPROM ir EEPROM. Vienas skirtumas flash atminties yra tas, kad informacijos trinimas ląstelėse yra vykdomas visai mikroshemai arba atskiram
blokui (klasteriui, puslapiui). Dažniausiai tokio bloko dydis yra 256 ar 512 baitai, tačiau kai kuriuose flash atminties rūšyse bloko dydis siekia 256 KB. Yra mikroshemos, leidžiančios dirbti su įvairių dydžių blokais. Trinti galima, kaip bloką, taip ir visos mikroshemos sudėtį iš karto. Tokiu būdu, tam kad pakeist vieną baitą, išpradžių į buferį nuskaitomas visas blokas, kur laikomas butent tas baitas. Bloko sudėtis trinama, keičiama baito reikšmė buferyje, galiausiai daromas įrašas pakeisto buferyje bloko.

Šiuo metu Jūs matote 33% šio straipsnio.
Matomi 1461 žodžiai iš 4468 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.